PHYSIK compact - Basiswissen 7

Das Vielkörper-Problem

Fachbezug

Lernziele

Ein Planet oder Satellit bewegt sich im anziehenden Kraftfeld von vier Körpern.

Aufgabe

Wähle Startwerte für die Geschwindigkeit des Testkörpers P und starte die Simulation! Die Positionen aller Körper lassen sich vor Beginn der Rechnung mit Hilfe der Maus variieren.

vx:    vy:   

Aktivitäten

Untersuche die Bahnform des umlaufenden Planeten über mehrere Perioden hinweg. Ist die Bewegung überhaupt periodisch?

  1. Starte die Bewegung mit den Vorgabewerten!
  2. Variiere - geringfügig - die Startwerte für die Geschwindigkeit und überprübe, ob eine wiederkehrende Bewegung möglich ist!
  3. Variiere - geringfügig - die Positionen der vier felderzeugenden Objekte und beobachte die Bewegung des Testkörpers!
  4. Die Simulation wird an Hand von vier positiven Ladungen und einer negativen Testladung berechnet. Erläutere, warum dies ein gutes Modell für die Bewegung eines Planeten in Gravitationsfeld von 4 Sternen ist!

Grenzen des Modells

Im Allgemeinen rotieren vier Sterne nicht wie die Eckpunkte eines unveränderlichen Vierecks - die Annahme, dass sich die relative Position der vier felderzeugenden Objekte während des Planetenumlaufs nicht verändert, ist dann nicht erfüllt. Tatsächlich führen die vier felderzeugenden Objekte eine gemeinsame Rotation mit wechselnden gegenseitigen Entfernungen aus...

Beim Mehrkörper-Problem sind im Allgemeinen keine geschlossenen Bahnen zu erwarten.

Physlet® - Davidson-College, W.Christian, M.Belloni, P.Krahmer et.al.